Измерения технологических параметров
План:
1. Государственная система приборов (ГСП).
2. Точность преобразования информации
3. Классификация КИП
4. Виды первичных преобразователей
1. Государственная система приборов (ГСП) ГСП объединяет в себе все средства контроля и регулирования технологических процессов. Характерной особенностью ГСП является: 1) блочно-модульный принцип, лежащий в основе конструкций устройств; 2) унификация входных выходных сигналов и сигналов питания. Содержит три ветви: 1) гидравлическую, 2) пневматическую, 3) электрическую. Блочно-модульный принцип характеризуется наличием отдельных модулей или блоков, выполняющих достаточно простую функцию. Этот принцип позволяет уменьшить номенклатуру средств автоматизации, упрощает ремонт и замену, уменьшает стоимость, позволяет реализовать принцип взаимозаменяемости. Унифицированные сигналы: 1) Пневматические - сигналы давления сжатого воздуха расстояние передачи сигнала: до 300 м. 2) Электрические сигналы имеют много диапазонов, которые можно разделить на две группы: а) токовые (сигналы постоянного тока), например: 0 - 5 мА, 0 - 20 мА, 4 - 20 мА и др.; б) сигналы напряжения постоянного тока, например: 0 - 1 В, 0 - 10 В и др. Первичные приборы (датчики) могут преобразовывать измеряемый параметр в какой-либо унифицированный сигнал. Если же датчик выдает неунифицированный сигнал, то для приведения его к стандартному диапазону должен быть установлен соответствующий преобразователь.
2. Точность преобразования информации Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Косвенное измерение - измерение, при котором искомое значение величины находят на основании зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми, прямым измерениям. Принцип измерений – совокупность физических явлений, на которых основаны измерения. Метод измерений – совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Средство измерений – техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства. Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Аналоговый измерительный прибор – измерительный прибор, показания которого являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины. Цифровой измерительный прибор – измерительный прибор, автоматически вырабатывающий дискретные сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме. Показывающий измерительный прибор – измерительный прибор, допускающий только отсчитывание показаний. Показания средства измерений – измерение величины, определяемое по отсчетному устройству и выраженное в принятых единицах этой величины. Градировочная характеристика средства измерений – зависимость между значениями величин на выходе и входе средства измерений, составленная в виде таблицы, графика или формулы. Диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная конечны и начальным значениями шкалы. Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерений. Предел измерений – наибольшее и наименьшее значения диапазона измерений. Чувствительность измерительного прибора – отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора к вызывающему его изменению измеряемой величины. Любые измерения сопровождаются погрешностями: 1) случайные погрешности - имеют случайную природу и причина их неизвестна; 2) промахи - вызваны неправильными отсчетами по прибору; 3) систематические - обусловлены несовершенством методов определения, конструкции прибора. Виды погрешностей: где Х - измеренное значение параметра, Х0 - истинное значение; Абсолютная погрешность измерения – погрешность измерения, выраженная в единицах измеряемой величины. 2) относительные: (выраженные в %-ах); Относительная погрешность измерения – отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины. Относительная погрешность может быть выражена в процентах. 3) приведенные: , где Хmin и Хmax - минимальное и максимальное значения измеряемой величины. Максимальная приведенная погрешность называется классом точности: . В зависимости от класса точности приборы делятся на эталонные (образцовые) и рабочие.
3. Классификация КИП На производствах наиболее часто измеряемыми величинами являются температура, давление, расход и уровень. На них приходится около 80 % всех измерений. Остальную часть занимают электрические, оптические и др. измерения. При измерениях используются различные измерительные приборы, которые классифицируются по ряду признаков. Общей градацией является разделение их на приборы для измерения: механических, электрических, магнитных, тепловых и других физических величин. Классификация по роду измеряемой величины указывает, какую физическую величину измеряет прибор (давление Р, температуру Т, расход F, уровень L, количество вещества Q и т.д.). Исходя из признака преобразования измеряемой величины, измерительные приборы разделяют на приборы: а) непосредственной оценки; б) сравнения. По характеру измерения: стационарные и переносные. По способу отсчета измеряемой величины: показывающие, регистрирующие, суммирующие.
4. Виды первичных преобразователей
Первичные приборы или первичные преобразователи предназначены для непосредственного преобразования измеряемой величины в другую величину, удобную для измерения или использования. Различают генераторные, параметрические и механические преобразователи: 1) Генераторные осуществляют преобразование различных видов энергии в электрическую, то есть они генерируют электрическую энергию (термоэлектрические, пьезоэлектрические, электрокинетические, гальванические и др. датчики). 2) К параметрическим относятся реостатные, тензодатчики, термосопротивления и т.п. Им для работы необходим источник энергии. 3) Выходным сигналом механических первичных преобразователей (мембранных, манометров, дифманометров, ротаметров и др.) является усилие, развиваемое чувствительным элементом под действием измеряемой величины.
Контрольные вопросы:
1. Покажите условное обозначение - Регулятора давления прямого действия «до себя». 3. Государственная система приборов (ГСП). 4. Точность преобразования информации 5. Классификация КИП 6. Виды первичных преобразователей
1.Кулаков М.В. Технические измерения и приборы для химических производств. М.: Машиностроение, 1983. - 424 с. 2.Никитенко Е.А. автоматизация и телеконтроль электрохимической защитой магистральных газопроводов. М.: Недра, 1976.
2. Какие измерения бывают
Литература